生物技术制药第七章 发酵工程制药

生物技术制药第七章 发酵工程制药知识梳理，包括发酵过程中的微生物、发酵设备及消毒灭菌、发酵工程制药的过程与控制、发酵工程中的代谢调控与代谢工程、发酵工程在制药工业上的应用等等。

发酵工程制药

• 概述
  • 发酵的定义
    • 发酵是指酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生二氧化碳的现象
    • 巴斯德定义为“无氧呼吸”，即没有氧气产生能量的过程
    • 生化和生理学意义上的发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应
    • 现代发酵工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程，或更确切地说“发酵是用生物催化剂使培养物质转变成产品的生物化学反应”
  • 发酵类型
    • 微生物菌体发酵
      • 以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的产品的发酵
      • 特点
        • 细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高
    • 微生物酶发酵
    • 微生物的代谢产物发酵
      • 按照产物产生的时期和与菌体生长繁殖的关系分为
        • 初级代谢产物：菌体对数生长期产生的产物
          • 如氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、维生素、糖类等
          • 这类产物对菌体生长、分化和繁殖都是必需的
        • 次级代谢产物：一般在菌体生长的稳定期合成，与菌体生长繁殖无明显关系，具有较大的经济价值
          • 如抗生素、生物碱、色素、酶的抑制剂、细胞毒素等
    • 微生物转化发酵
    • 生物工程菌发酵
    • 动、植物细胞培养
  • 微生物发酵生产药物的分类
    • 抗生素类
    • 氨基酸类
    • 核苷酸类
    • 维生素类
    • 甾体类激素
    • 多糖类
    • 治疗酶及酶抑制剂
  • 发酵工程制药的特点和发展趋势
• 发酵过程中的微生物
  • 常见的药用微生物
    • 细菌
      • 细菌的分类
      • 细菌的形态和繁殖
      • 制药工业中常见的细菌
    • 放线菌
    • 真菌
  • 优良菌种的选育
    • 从自然界中获得新菌种
    • 自发突变与定向培育
    • 诱变育种
    • 杂交育种
    • 原生质体融合
    • 基因工程育种
  • 菌种保藏
    • 斜面低温保藏法
    • 石蜡油封存法
    • 砂土管保藏法
    • 麸皮保藏法
    • 甘油悬液保藏法
    • 冷冻真空干燥保藏法
    • 液氮超低温保藏法
    • 宿主保藏法
• 发酵设备及消毒灭菌
  • 发酵设备
    • 发酵罐的基本类型
      • 搅拌釜反应器
      • 鼓泡式反应器
      • 气升式反应器
    • 发酵辅助设备
  • 培养基和灭菌
    • 培养基
      • 培养基的成分
        • 碳源
        • 氮源
        • 无机盐及微量元素
        • 前体、促进剂与抑制剂
      • 培养基的类型
      • 培养基灭菌方法
        • 空罐灭菌
        • 实罐灭菌
        • 连续灭菌
• 发酵工程制药的过程与控制
  • 种子的扩大培养
  • 微生物发酵方式
    • 分批发酵
    • 补料-分批发酵
    • 半连续培养
    • 连续发酵
      • 罐式连续发酵
      • 管式连续发酵
  • 发酵过程中的中间分析项目
    • 产物产量
    • pH
    • 糖
    • 氨基氮
    • 菌丝形态
  • 发酵过程的影响因素及控制
    • 菌体浓度的影响及控制
    • 营养物质对发酵的影响及控制
      • 碳源的影响及控制
      • 氮源的影响及控制
      • 磷酸盐的影响和控制
      • 补料的控制
    • 温度的影响及控制
    • pH的影响和控制
      • pH对发酵的影响
      • 影响发酵pH的因素
      • 最适pH的选择和控制
    • 溶氧的影响和控制
      • 溶解氧浓度的变化
      • 溶氧的控制
    • CO2的影响及控制
    • 泡沫的影响及控制
    • 染菌对发酵的影响
  • 发酵终点的缺点
  • 基因工程菌的发酵
    • 基因工程菌发酵生产的特点
    • 基因工程菌不稳定性的原因
    • 基因工程菌发酵控制
      • 发酵培养基
      • 溶氧
      • 温度
      • pH
    • 发酵罐要求
• 发酵工程中的代谢调控与代谢工程
  • 初级代谢与次级代谢
  • 代谢产物合成的调控
    • 发酵条件的控制
      • 使用诱导物
      • 改变细胞通透性
      • 添加生物合成前体
      • 解除末端产物反馈调节
      • 解除分解代谢产物阻遏
    • 各种突变株的应用
      • 营养缺陷型突变株的应用
      • 抗代谢类似物突变株的应用
      • 抗生素抗性突变株的应用
  • 定向发酵
    • 突变生物合成
    • 杂合生物合成
    • 外源微生物药物的生物转化
  • 代谢工程
    • 改变代谢流
      • 加速限速反应
      • 改变分支代谢途径的流向
      • 构建代谢旁路
      • 改变能量代谢途径
    • 扩展代谢途径
    • 转移或构建新的代谢途径
• 发酵工程在制药工业上的应用
  • 抗生素的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
    • 发酵控制
      • 碳源
      • 氮源
      • 前体
      • pH控制
      • 温度控制
      • 补料
      • 无机盐
    • 提取和精制
      • 发酵液的预处理
      • 发酵液过滤
      • 萃取
      • 结晶
  • 氨基酸的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
      • 斜面种子培养
      • 种子扩大培养
      • 发酵
    • 发酵控制
    • 提取和精制
  • 多糖的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
      • 种子培养
      • 发酵培养基
      • 发酵
    • 发酵控制
    • 提取和精制
  • 维生素的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺与控制
      • 培养基的配制
        • 保存菌种的培养基
        • 发酵培养基
      • 发酵
    • 提取和精制

发酵工程制药

• 概述
  • 发酵的定义
    • 发酵是指酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生二氧化碳的现象
    • 巴斯德定义为“无氧呼吸”，即没有氧气产生能量的过程
    • 生化和生理学意义上的发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应
    • 现代发酵工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程，或更确切地说“发酵是用生物催化剂使培养物质转变成产品的生物化学反应”
  • 发酵类型
    • 微生物菌体发酵
      • 以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的产品的发酵
      • 特点
        • 细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高
    • 微生物酶发酵
    • 微生物的代谢产物发酵
      • 按照产物产生的时期和与菌体生长繁殖的关系分为
        • 初级代谢产物：菌体对数生长期产生的产物
          • 如氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、维生素、糖类等
          • 这类产物对菌体生长、分化和繁殖都是必需的
        • 次级代谢产物：一般在菌体生长的稳定期合成，与菌体生长繁殖无明显关系，具有较大的经济价值
          • 如抗生素、生物碱、色素、酶的抑制剂、细胞毒素等
    • 微生物转化发酵
    • 生物工程菌发酵
    • 动、植物细胞培养
  • 微生物发酵生产药物的分类
    • 抗生素类
    • 氨基酸类
    • 核苷酸类
    • 维生素类
    • 甾体类激素
    • 多糖类
    • 治疗酶及酶抑制剂
  • 发酵工程制药的特点和发展趋势
• 发酵过程中的微生物
  • 常见的药用微生物
    • 细菌
      • 细菌的分类
      • 细菌的形态和繁殖
      • 制药工业中常见的细菌
    • 放线菌
    • 真菌
  • 优良菌种的选育
    • 从自然界中获得新菌种
    • 自发突变与定向培育
    • 诱变育种
    • 杂交育种
    • 原生质体融合
    • 基因工程育种
  • 菌种保藏
    • 斜面低温保藏法
    • 石蜡油封存法
    • 砂土管保藏法
    • 麸皮保藏法
    • 甘油悬液保藏法
    • 冷冻真空干燥保藏法
    • 液氮超低温保藏法
    • 宿主保藏法
• 发酵设备及消毒灭菌
  • 发酵设备
    • 发酵罐的基本类型
      • 搅拌釜反应器
      • 鼓泡式反应器
      • 气升式反应器
    • 发酵辅助设备
  • 培养基和灭菌
    • 培养基
      • 培养基的成分
        • 碳源
        • 氮源
        • 无机盐及微量元素
        • 前体、促进剂与抑制剂
      • 培养基的类型
      • 培养基灭菌方法
        • 空罐灭菌
        • 实罐灭菌
        • 连续灭菌
• 发酵工程制药的过程与控制
  • 种子的扩大培养
  • 微生物发酵方式
    • 分批发酵
    • 补料-分批发酵
    • 半连续培养
    • 连续发酵
      • 罐式连续发酵
      • 管式连续发酵
  • 发酵过程中的中间分析项目
    • 产物产量
    • pH
    • 糖
    • 氨基氮
    • 菌丝形态
  • 发酵过程的影响因素及控制
    • 菌体浓度的影响及控制
    • 营养物质对发酵的影响及控制
      • 碳源的影响及控制
      • 氮源的影响及控制
      • 磷酸盐的影响和控制
      • 补料的控制
    • 温度的影响及控制
    • pH的影响和控制
      • pH对发酵的影响
      • 影响发酵pH的因素
      • 最适pH的选择和控制
    • 溶氧的影响和控制
      • 溶解氧浓度的变化
      • 溶氧的控制
    • CO2的影响及控制
    • 泡沫的影响及控制
    • 染菌对发酵的影响
  • 发酵终点的缺点
  • 基因工程菌的发酵
    • 基因工程菌发酵生产的特点
    • 基因工程菌不稳定性的原因
    • 基因工程菌发酵控制
      • 发酵培养基
      • 溶氧
      • 温度
      • pH
    • 发酵罐要求
• 发酵工程中的代谢调控与代谢工程
  • 初级代谢与次级代谢
  • 代谢产物合成的调控
    • 发酵条件的控制
      • 使用诱导物
      • 改变细胞通透性
      • 添加生物合成前体
      • 解除末端产物反馈调节
      • 解除分解代谢产物阻遏
    • 各种突变株的应用
      • 营养缺陷型突变株的应用
      • 抗代谢类似物突变株的应用
      • 抗生素抗性突变株的应用
  • 定向发酵
    • 突变生物合成
    • 杂合生物合成
    • 外源微生物药物的生物转化
  • 代谢工程
    • 改变代谢流
      • 加速限速反应
      • 改变分支代谢途径的流向
      • 构建代谢旁路
      • 改变能量代谢途径
    • 扩展代谢途径
    • 转移或构建新的代谢途径
• 发酵工程在制药工业上的应用
  • 抗生素的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
    • 发酵控制
      • 碳源
      • 氮源
      • 前体
      • pH控制
      • 温度控制
      • 补料
      • 无机盐
    • 提取和精制
      • 发酵液的预处理
      • 发酵液过滤
      • 萃取
      • 结晶
  • 氨基酸的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
      • 斜面种子培养
      • 种子扩大培养
      • 发酵
    • 发酵控制
    • 提取和精制
  • 多糖的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺
      • 种子培养
      • 发酵培养基
      • 发酵
    • 发酵控制
    • 提取和精制
  • 维生素的发酵生产
    • 生产菌种
    • 发酵工艺与控制
      • 培养基的配制
        • 保存菌种的培养基
        • 发酵培养基
      • 发酵
    • 提取和精制